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黑洞是宇宙中的大质量天体,已发现的所有黑洞的质量都比太阳更大,已知最大的黑洞是Ton618,它的质量可达太阳的660亿倍,好在这样的巨型黑洞都在距离我们太阳系很远的地方,不然它的强大引力会破坏太阳系的稳定,甚至吞噬掉太阳系。

速度高达光速的95%,中美澳三国科学家发现已知自转最快的黑洞

已知距离我们最近的巨型黑洞是银河系的中心黑洞人马座a*,它的质量大约相当于太阳的431±38万倍,好在它也在距离我们太阳系已约2.6万光年的远的地方,即便如此,我们的太阳系也在它和银心物质的引力影响下在围绕银河系中心运行。

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在这些超级黑洞之外,科学家们也发现了一些中型黑洞和小型黑洞,中型黑洞的质量在太阳的100到10万倍之间,小型黑洞的质量在太阳的3~100倍之间。在银河系中,科学家们已经发现了多个小型黑洞,近日,我国和澳大利亚与美国的科学家对天鹅座X1对于x射线双星系统进行了仔细观察分析,发现其中有一个质量为太阳21倍的黑洞,这是科学家们首次精确测量出一个小型黑洞的质量。

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今年2月19日,自然科学杂志《科学》和《天体物理学报》上线了三篇文章,分别来自中国、美国和澳大利亚的三个天文学研究团队,内容都是对历史上发现的第一个恒星级黑洞——天鹅座X1的最新精确测量和分析结果。这三个团队分别独立对黑洞天鹅座X1的与我们的距离、自身的质量、自转速度及其演化情况做了最为精确表述,均认为天鹅座X1的X射线双星系统包含了一个21倍太阳质量的黑洞,并且认为其自转速度极接近光速。

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天鹅座X1是一个位于天鹅座位置的X射线双星系统,但是从1964年发现它之后,科学家们只看到了这个位置上的一颗蓝巨星,而且这个蓝巨星的运行很不稳定,其运行状态等情况显示它应该是在和另外一个大质量天体在相互围绕运行,只是还无法观测到和它相互运行的另外一颗天体是中子星还是黑洞?

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上世纪70年代时,知名物理学家索恩和霍金还就这一事件专门打赌,索恩认为是黑洞,霍金认为不是,到了上世纪90年代时,越来越多的观测证据表明另一天体应该是黑洞,霍金才表示认输。

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现在已经可以肯定另一天体是黑洞,但是一直缺乏对它质量大小的精确测量。2011年时,中科院国家天文台研究员苟利军与一些合作者通过已有的观测证据测到这个黑洞的质量为太阳的14.8倍,与太阳系的距离为6067光年, 吸积盘内侧的转速高达光束的72%,但在2013年,欧空局的盖亚卫星又测得天鹅座X1距离太阳系大约为7100光年,但不久后澳大利亚柯廷大学教授米勒-琼斯等人又利用美国的甚长基线干涉阵列以三角视差方法等测得该黑洞与太阳系的距离为7240光年,其精度达到8%左右。

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在这些观测结果上,中美澳三国科学家组成的合作团队进行了光学数据方面的重新分析,认为该黑洞的质量应该是太阳质量的21倍,其精度为10%,这个黑洞也成为X射线双星系统中最大的一个,其主星质量超过20倍太阳质量。并且分析认为该黑洞的吸积盘视界面内侧正在以至少95%的光速自转,速度高达每秒28.5万公里,这个速度也是目前已知最快的。

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对此,澳大利亚莫纳什大学的教授曼德尔认为,如果这个黑洞的前身是恒星,那么这个恒星的原始质量至少要比太阳大60倍。

参考资料:《人民网·人民资讯》2月19日文章《21倍太阳质量、光速自转!人类对天鹅座X1黑洞有了新认识》

原文链接:http://www.toutiao.com/a6930970821317968398

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